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网纹草组织培养研究概述



全 文 :网纹草(Fittonia verschaffeltii),别名费丽花,
爵床科、网纹草属植物,原产南美秘鲁,是多年生
常绿草本花卉,网状叶脉银白色或红色,十分醒
目,具有很高的观赏价值,深受人们喜爱,是室内
小型观叶花卉的珍品。常见的网纹草有 3种,分别
为红网纹草、白网纹草与小叶白网纹草。网纹草的
常规繁殖通常采用分株与扦插,而利用组织培养
技术能使网纹草进行大规模的繁殖 [1]。商品生产
多采用组织培养法,繁殖量大,植株生长整齐健壮[2]。
本文将对近年来出现的网纹草的组织培养技术做
一概述,并对网纹草的组织培养提出新的看法,以
期对网纹草的工厂化生产有所裨益。
1 外植体的处理
1.1 外植体的选择
植物组织培养的依据是利用植物细胞的全能
性,即德国著名植物学家 G. Haberlandt的观点,“高
等植物的器官和组织可以不断分割,直至单个细
胞,即植物体细胞,体细胞在适当的条件下具有不
断分裂、分支并发育成完整植株的潜力”[3]。但是不
同植物器官的分化程度有所不同,导致脱分化有难
度差异。选择正确的外植体有利于缩短组织培养时
间,产生健壮的丛生苗,从而减少生产成本。因此,
外植体的正确选择是网纹草快速繁殖的第一步。
可用作网纹草组织培养的外植体有叶片、茎
段及顶芽等,但不同外植体的组织培养结果不同。
陈志红等 [4] 利用网纹草的茎尖或茎节在 MS+BA
0.5 mg/L+IAA 0.5 mg/L 培养基上 2 个月左右即可
获得大量的丛生苗,将丛生苗切割成段后在同样
的培养基上培养,1 个月左右试管苗能再增殖 5
倍以上。其同时得出结论:当利用网纹草的叶片为
材料做组织培养时较难诱导丛生苗。具体试验方
法与结果为:将灭菌的叶片接种于培养基上,1 个
收稿日期:2015-03-09;修订日期:2015-05-06
基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12543012)
作者简介:王立雪(1993—),女,河北张家口人,在读本科生,主要从事园林植物组织培养的研究。
通信作者简介:张彦妮(1974—),女,山西大同人,副教授,博士,主要从事园林植物繁殖栽培、管理及育种方面的研究。
网纹草组织培养研究概述
王立雪,范诸平,张彦妮
(东北林业大学 园林学院,黑龙江 哈尔滨 150040)
摘 要:综合近年来关于网纹草组织培养的研究,对网纹草组织培养中外植体的选取与消毒、培养基中各激素浓度配比对网纹
草生长的影响做了概述。除基本激素对网纹草组织培养的影响外,还总结了其他因素在网纹草组织培养中的影响。对网纹草组
织培养提出新的观点。
关键词:网纹草;组织培养;研究概述
中图分类号:S682.36 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2015.06.004
Overview of Research on the Tissue Culture of Fittonia verschaffeltii
WANG Li-xue, FAN Zhu-ping, ZHANG Yan-ni
(College of Landscape, Northeast Forestry University, Harbin, Heilongjiang 150040, China)
Abstract:Synthesizing the study on tissue culture of Fittonia verschaffeltii in recent years, this paper made a summary of the selection
and disinfection of Fittonia verschaffeltii explants, the effection on growth of Fittonia verschaffeltii in the culture medium in different
hormone ratio. In addition to the impact of the basic hormone effection, the paper also summarized other factors in tissue culture of
Fittonia verschaffeltii. And a new point of view of tissue culture of Fittonia verschaffeltii was put forward.
Key words: Fittonia verschaffeltii; tissue culture; overview of research
植物生理与生物技术
天津农业科学 Tianjin Agricultural Sciences 2015,21(6):15-17
第 21卷天津农业科学
月后叶面弯曲,又经 20 d,叶柄基部长出丛生苗,
一丛 3~4株。其诱导率较低,约 10%。这与杨承勇
等[5]的研究结论相同。刘庆等[6]以白网纹草的茎段
做外植体,10 d 左右,部分带茎节的茎段可从茎
节处长出 2~4个丛生芽。冯林剑等 [7]以 1 cm左右
的单芽茎段,芽头向上接入培养基中,10 d 后腋
芽开始萌动,30 d后均长出新芽。傅婉华等 [8]用茎
尖作为外植体进行初代培养,70 d 后才诱导分化
出大量丛生芽。
目前,国内关于网纹草的组织培养文献中除
陈志红等的研究外未有以叶片作为外植体的报
道。综合现有文献,发现在网纹草的组织培养中,
茎段或茎尖都是良好的外植体。虽然二者都含芽
原基,但茎尖从形态结构上比茎段更趋于完整,且
营养及激素含量相对较多,具备更强的感受态 [9]。
试验中茎段长度一般剪为 1 cm 左右,而茎尖由于
数量较少,故多采用茎段作为外植体。
1.2 外植体的消毒
在网纹草的组织培养中,外植体的消毒是很
重要的一步。外植体的污染率往往影响到下一阶
段的试验结果,尤其对于网纹草这种通体密被绒
毛的植物来说,消毒是重中之重。梁明勤等 [10]在初
代培养基中添加了不同浓度的土霉素以探究土霉
素在网纹草组织培养中的抑菌作用。其结果表明,
添加 20~30 mg·L-1 的土霉素对杂菌的生长有一
定的抑制作用,但对网纹草芽的萌发和生长影响
不大,并且成活率较高。冯林剑等 [7]用多菌灵(1 ∶
800)溶液消毒 10 min,在流水下冲洗 30 min,再在
洗洁精水中浸泡 10 min,并用软毛刷轻轻刷洗表
面,以清除绒毛间难以去除的污渍,再用自来水冲
洗干净。然后用 70%~75%酒精浸泡 25 s,无菌水
冲洗后再用 0.1% HgCl2浸泡 8 min 并震荡,然后
用无菌水冲洗 6 遍,以保证 HgCl2无残留,并剪去
茎段处与药液接触部分。潘杰等 [11]发现先用 70%
酒精溶液浸泡 30 s,再用 0.1%升汞溶液浸泡 6~8
min,然后用 0.05%升汞溶液浸泡 4 min,这种方法
消毒较彻底。在网纹草的消毒中主要需注意绒毛
的清洁,也要注意升汞溶液的去除,防止药液残留。
2 培养基中各激素配比在组织培养中的影响
2.1 不同激素浓度及组合对愈伤组织诱导的影响
愈伤组织是建立再生体系的前提和基础。愈
伤组织诱导的成败关键主要不是外植体的来源和
种类,而是培养条件,其中植物生长调节剂的种类
和浓度最为重要 [12]。潘杰等[11]发现,生长素和细胞
分裂素以一定配比加入培养基中,优于单独使用
细胞分裂素。其筛选出了 MS+BA 0.1 mg·L-1+IBA
0.1 mg·L-1的培养基,1 个月后近培养基处分化出
小芽,2个月后出现 3~5 株丛生芽。这与陈超等 [13]
的研究结果相同。徐洁兰 [14]用红网纹草做试验时
发现,用 MS+6-BA 2.0 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1
做培养基时,20 d 后外植体膨大,芽明显长高,优
于其他培养基。杨承勇等在 MS+6-BA 0.5 mg·L-1+
NAA 0.1 mg·L-1 的培养基上,40 d 左右即可诱导
出大量丛生芽,诱导率可达 80%。
2.2 不同激素浓度及组合对丛生芽增殖的影响
为在短时间内获得大量无菌苗,需通过添加
植物激素来提高丛生芽增殖的质量和速度。不同
的生长素和细胞分裂素的配比对丛生芽的增殖有
不一样的效果。生长素与细胞分裂素比值大于 1
时有利于生根,小于 1时有利于出芽。李思颖[15]的
试验中设置了 6 种不同配比的浓度梯度,最终筛
选出了 MS+BA 0.2 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1 的培
养基,其结果为培养 2 周后,芽增殖率 200%。李
承勇等发现,诱导丛生芽增殖时,少量 NAA 效果
好,过量 NAA 反而会影响其增殖。其筛选出的
MS+6-BA 1.0 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1 培养基在
30 d后的增殖系数为 5.6。这与刘庆等 [6]的研究结
果相一致。刘庆等还做了补充结论,即 NAA 浓度
为 0.1 mg·L-1,6-BA浓度为 1.0 mg·L-1时 40 d 后
的增殖系数达到最大值 4.2,当 6-BA 超过这一浓
度后增殖系数反而下降。
丛生芽的增殖还受试验客观因素影响,如光
照时间、光照强度、培养室温度等。在工厂化生产
时,要结合当地情况而定,在最佳培养基的激素配
比上下浮动属正常现象。
2.3 不同激素浓度对生根的影响
在组织培养时一般单独使用生长素以促进芽
生根。常用促进生根的生长素为 NAA,培养基常
降低无机盐浓度以促进组织培养苗生根。陈超
等 [13] 用 1/2MS+NAA 0.1 mg·L-1做生根培养基,
10~15 d后生根率达 100%。刘庆等[6]发现 NAA浓
度在 0.01~0.1 mg·L-1时出根效果好,根长势健壮
整齐,且处于极性下端,其中 NAA 为 0.01 mg·L-1
时根最为整齐健壮。其还对 MS 基本成分对生根
·16·
第 6期
影响做了探究,发现最利于白网纹草组织培养苗
生根的培养基为 1/4MS+NAA 0.01 mg·L-1,此时生
根率最高达 93.3%,同时也发现小苗在 MS+NAA
0.01 mg·L-1的培养基上长势最好。杨承勇等 [5]也
在培养基基本成分上得出了相似结论,即 1/4MS
能有效促进根的伸长和增加,但 NAA 最佳浓度为
0.1 mg·L-1。
综合以上信息,低无机盐浓度有利于网纹草
组织培养苗根的产生和生长,但却会使苗本身生
长势减弱。所以在网纹草的生根诱导时,可以先降
低培养基无机盐浓度,以加快生根时间,待根发育
完好后及时炼苗与移栽。
3 其他因素在网纹草组织培养中的影响
除调节培养基中激素配比以外,有学者从另
外的角度对网纹草的生长做了探究。蒋如敏等 [16]
利用白网纹草无菌苗证实了白脉网纹草的红光效
应。其用白光、红光和黑暗 3种处理,比较了 30 d
后白网纹草苗的侧芽数与叶片数,结果发现红光
的诱导效应优于黑暗处理,但不如白光。证实了红
光(波峰 625 nm)对白网纹草茎段离体培养有抑
制作用。陈超等 [13]在培养基中加入 1 mmol·L-1的
NaN3,对白网纹草试管苗进行诱变。20 d后观察发
现,59%的诱变后植株发生了变异,叶面积较原来
增大 5 倍以上,且能稳定遗传,该试验意义影响深
远。作为小型观叶植物,网纹草叶的增大对于花卉
市场的开拓很有帮助。
4 问题与展望
在网纹草的组织培养研究中,科研人员经常
以白网纹草为试验材料,鲜有人以红网纹草为试
验材料。仅有的以红网纹草做试验材料的文章中,
不难发现其外植体选用的是茎段,而没有对叶片
进行探究。
另外,在对白网纹草的叶片进行组织培养时,
资料欠缺,难以发现叶片与茎段的具体差异。网纹
草叶片小而独特,利用化学试剂对其进行诱变很
有商业前景与科研价值。在工厂化生产时,应选择
适宜的激素配比,提高环境温度和湿度,使生产时
间大大缩减、工厂苗质量提高。
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王立雪等:网纹草组织培养研究概述 ·17·